Modelado informático guía diseño de válvulas cardíacas de ingeniería tisular

Investigadores de la Universidad de Zúrich, en Suiza, y la Universidad Tecnológica de Eindhoven, en Holanda, utilizaron modelos computacionales para trazar válvulas cardí­acas diseñadas con tejido (TEHV, por su sigla en inglés), cultivadas en andamios de polí­mero sembradas con células vasculares.

Después de cuatro semanas en un biorreactor, los injertos se descelularizaron antes de la implantación como reemplazos de válvulas pulmonares en ovejas mediante una técnica de transcatéter mí­nimamente invasiva. Luego se monitorizaron durante un año a través de  imágenes multimodales en vivo y evaluaciones integrales de remodelación tisular.

El estudio, publicado en la revista Ciencia de Medicina Traslacional, sugiere que las TEHV generadas con la ayuda de simulaciones por computadora podrí­an proporcionar una funcionalidad a largo plazo.

“Uno de los mayores desafí­os para los implantes complejos, como las válvulas cardí­acas, es que el potencial de regeneración de cada paciente es diferente. Por lo tanto, no existe una solución única para todos”, dijo el autor principal, el profesor Simon Hoerstrup, de la Universidad de Zúrich. “Gracias a las simulaciones, se puede optimizar el diseño y la composición de las válvulas cardí­acas regenerativas y desarrollar implantes personalizados para usos terapéuticos”, explicó.

Uno de los mayores desafí­os para los implantes complejos, como las válvulas cardí­acas, es que el potencial de regeneración de cada paciente es diferente. Por lo tanto, no existe una solución única para todos”,

dijo el autor principal, el profesor Simon Hoerstrup, de la Universidad de Zúrich.

En el seguimiento practicado 9 de los 11 injertos permanecieron funcionales. El modelado computacional predijo que las hojuelas de la válvula se acortarí­an durante la remodelación dinámica antes de alcanzar el equilibrio, lo que se confirmó en las ovejas.

La simulación por computadora también mostró que la falla de las TEHV se podí­a predecir por adelantado para la carga de presión no fisiológica. Los investigadores sugieren que las futuras estrategias de ingenierí­a de tejidos deberí­an incluir una simulación computacional para llevar a una traducción clí­nica más predecible.

La corrección quirúrgica de los defectos de la enfermedad cardí­aca crónica como la tetralogí­a de Fallot y la atresia pulmonar van en aumento. A pesar de una excelente supervivencia a largo plazo, por lo general se requieren procedimientos quirúrgicos múltiples hasta la edad adulta ya que los conductos de la arteria pulmonar del homoinjerto o los injertos de BJV no tienen la capacidad de crecer y remodelarse con el desarrollo somático del niño.

Además, con frecuencia se produce una intensa reacción inflamatoria a estos materiales que provoca una calcificación y la aparición temprana de fallas, lo que conduce por lo general a la necesidad de realizar entre 5 y 7 procedimientos quirúrgicos.